マイクロコードのソースを表示

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[[Wikipedia:ja:マイクロプログラム方式|プロセッサのマイクロコード]]はプロセッサのファームウェアと同種のものです。カーネルは BIOS のアップデートをすることなくプロセッサのファームウェアをアップデートすることができます。[https://downloadcenter.intel.com/Detail_Desc.aspx?DwnldID=23082 Intel] のウェブサイトより:

:''マイクロコードのデータファイルには全ての Intel プロセッサのための最新のマイクロコードが定義されています。Intel はマイクロコードのアップデートをリリースすることで、それぞれのプロセッサの仕様のアプリケーションに文書化されているようにプロセッサの挙動を修正します。一般的に、このマイクロコードの更新を行うのは BIOS のアップデートによりますが、これは管理者を困らせるような羽目になることがあるのを Intel は了解しています。Linux オペレーティングシステムや VMware ESX プロダクトには起動後にマイクロコードを更新する仕組みが備わっています。例えば、Linux システムの {{ic|/etc/firmware}} ディレクトリにファイルが配置されると、オペレーティングシステムの仕組みがこのファイルを使用します。''

全てのユーザーがアップデートをインストールすべきですが、Intel Haswell と Broadwell プロセッサファミリーに属する CPU を使っている場合は特に、システムを安定させるためにマイクロコードのアップデートをインストールしてください。

== インストール ==

Intel のプロセッサの場合、{{Pkg|intel-ucode}} をインストールしてください。

AMD のプロセッサの場合、{{Pkg|amd-ucode}} をインストールしてください。

Arch 環境を[[USB キーに Arch Linux をインストール|リムーバブルドライブ]]上に構築していて、両方のメーカーのマイクロコードが必要な場合、両方のパッケージをインストールしてください。

== 起動初期にマイクロコードをアップデート ==

マイクロコードは[[ブートローダー]]からロードする必要があります。ブートの設定はユーザーによって様々であるため、Arch のデフォルト設定ではマイクロコードのアップデートは自動的に使われないようになっています。この点について AUR カーネルの多くは Arch の公式[[カーネル]]と同じようになっています。

アップデートを有効にするにはブートローダーの設定ファイルに {{ic|/boot/amd-ucode.img}} または {{ic|/boot/intel-ucode.img}} を一番目の initrd として追加する必要があります。通常の initrd ファイルとは別に追加します。

{{Note|以下のセクションで出てくる {{ic|''cpu_manufacturer''}} はあなたが使っている CPU のメーカー名 ({{ic|amd}} または {{ic|intel}}) に置き換えてください。}}

{{Tip|[[USB キーに Arch Linux をインストール|リムーバブルドライブ]]に Arch Linux をインストールする場合、ブートローダーの設定にマイクロコードファイルを両方とも {{ic|initrd}} で追加してください。initramfs イメージよりも前に指定していればファイルの順番は関係ありません。}}

=== GRUB ===

==== 自動ロード ====

''grub-mkconfig'' が自動的にマイクロコードのアップデートを処理します。マイクロコードのパッケージをインストールした後に以下のコマンドを実行して、grub の設定を再生成し、マイクロコードのアップデートのロードを有効にしてください:

 # grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

==== 手動ロード ====

もしくは、[[GRUB]] の設定ファイルを手動で管理したい場合、以下のように {{ic|grub.cfg}} に {{ic|/boot/''cpu_manufacturer''-ucode.img}} ({{ic|/boot}} パーティションを分けている場合は {{ic|/''cpu_manufacturer''-ucode.img}}) を追加します:

{{hc|/boot/grub/grub.cfg|
...
echo 'Loading initial ramdisk'
initrd	'''/boot/''cpu_manufacturer''-ucode.img''' /boot/initramfs-linux.img
...
}}

すべてのメニューエントリに追加してください。

=== systemd-boot ===

以下のように初期 RAM ディスクの前に {{ic|initrd}} オプションを使ってマイクロコードをロード:

{{hc|/boot/loader/entries/''entry''.conf|
title   Arch Linux
linux   /vmlinuz-linux
'''initrd  /''cpu_manufacturer''-ucode.img'''
initrd  /initramfs-linux.img
...
}}

最新のマイクロコード {{ic|''cpu_manufacturer''-ucode.img}} が起動時に [[EFI システムパーティション]]に必要となります。{{Pkg|amd-ucode}} または {{Pkg|intel-ucode}} を更新したときはマイクロコードが更新されるように {{ic|/boot}} に ESP をマウントしてください。もしくは ESP に {{ic|/boot/''cpu_manufacturer''-ucode.img}} をコピーしてください。

=== EFI ブートスタブ / EFI ハンドオーバー ===

{{ic|1=initrd=}} オプションを2つ追加:

 '''initrd=/''cpu_manufacturer''-ucode.img''' initrd=/initramfs-linux.img

全ての initrd とコマンドライン、カーネルを含むひとつのファイルとしてカーネルを生成した場合、まず以下のように新しい initrd を作成して統合してください:

{{bc|1=
cat /boot/''cpu_manufacturer''-ucode.img /boot/initramfs-linux.img > my_new_initrd
objcopy ... --add-section .initrd=my_new_initrd 
}}

=== rEFInd ===

上記の EFI ブートスタブと同じように {{ic|/boot/refind_linux.conf}} のブートオプションを編集する、例:

 "Boot with standard options" "rw root=UUID=(...) '''initrd=/boot/''cpu_manufacturer''-ucode.img''' initrd=/boot/initramfs-linux.img"

[[rEFInd#手動でブートエントリを記述|手動]]で {{ic|''esp''/EFI/refind/refind.conf}} にカーネルを定義している場合はメインの部分ではなく options 行に {{ic|/boot/''cpu_manufacturer''-ucode.img}} ({{ic|/boot}} パーティションを分けている場合は {{ic|/''cpu_manufacturer''-ucode.img}}) を追加してください。例:

 options  "root=root=UUID=(...) rw add_efi_memmap '''initrd=/boot/''cpu_manufacturer''-ucode.img'''"

=== Syslinux ===

{{Note|initrd ファイルの {{ic|''cpu_manufacturer''-ucode.img}} と {{ic|initramfs-linux}} の間に空白は挟まないで下さい。以下の記述そのままに編集するようにしてください。}}

{{ic|/boot/syslinux/syslinux.cfg}} で複数の initrd をカンマで区切って指定できます:

 LABEL arch
     MENU LABEL Arch Linux
     LINUX ../vmlinuz-linux
     INITRD '''../''cpu_manufacturer''-ucode.img''',../initramfs-linux.img
 ...

=== LILO ===

LILO などの旧式のブートローダーは複数の initrd イメージをサポートしていません。そのような場合 {{ic|''cpu_manufacturer''-ucode.img}} と {{ic|initramfs-linux.img}} をひとつのイメージにまとめる必要があります。

{{Warning|カーネルをアップデートするたびに毎回イメージをマージして再生成する必要があります。}}

{{Note|イメージの順番は重要です。オリジナルのイメージである {{ic|initramfs-linux}} は {{ic|''cpu_manufacturer''-ucode.img}} イメージよりも先に来るように結合する必要があります。}}

ふたつのイメージを {{ic|initramfs-merged.img}} という名前のイメージにマージするには、以下のコマンドを使用:
 
 # cat /boot/''cpu_manufacturer''-ucode.img /boot/initramfs-linux.img > /boot/initramfs-merged.img

マージできたら {{ic|/etc/lilo.conf}} を編集して新しいイメージをロードします:

 ...
 initrd=/boot/initramfs-merged.img
 ...

root で {{ic|lilo}} を実行してください:
 
 # lilo

== 起動後にマイクロコードをアップデート ==

システムを起動した後にマイクロコードのアップデートをロードすることもできます。{{ic|/usr/lib/firmware/amd-ucode/}} と {{ic|/usr/lib/firmware/intel-ucode/}} のファイルを使用します。

AMD プロセッサの場合、マイクロコードのアップデートファイルは {{Pkg|linux-firmware}} によって提供されます。

Intel プロセッサの場合、マイクロコードのアップデートファイルが含まれるパッケージはありません ({{Bug|59841}})。起動後にロードするには Intel が提供しているアーカイブから手動で {{ic|intel-ucode/}} を抽出する必要があります。

=== マイクロコードのアップデートを有効にする ===

起動初期のロードとは異なり、起動後のマイクロコードのアップデートのロードは Arch Linux ではデフォルトで有効になっており {{ic|/usr/lib/tmpfiles.d/linux-firmware.conf}} を使用します。起動後に {{man|8|systemd-tmpfiles-setup.service}} によってファイルが読み込まれて CPU のマイクロコードが更新されます。

実行中のシステムで手動でマイクロコードをアップデートするには:

 # echo 1 > /sys/devices/system/cpu/microcode/reload

このコマンドを使えば {{Pkg|linux-firmware}} が更新されたときにシステムを再起動することなくマイクロコードのアップデートを適用することができます。[[pacman フック]]を使って自動的にコマンドを実行することも可能です:

{{hc|/etc/pacman.d/hooks/microcode_reload.hook|2=
[Trigger]
Operation = Install
Operation = Upgrade
Operation = Remove
Type = File
Target = usr/lib/firmware/amd-ucode/*

[Action]
Description = Applying CPU microcode updates...
When = PostTransaction
Depends = sh
Exec = /bin/sh -c 'echo 1 > /sys/devices/system/cpu/microcode/reload'
}}

=== マイクロコードのアップデートを無効にする ===

AMD 環境では {{Pkg|amd-ucode}} がインストールされてなくても {{Pkg|linux-firmware}} にファイルが含まれているため CPU のマイクロコードはアップデートされてしまいます ({{Bug|59840}})。起動後のロードを無効にしたい場合は {{ic|/usr/lib/tmpfiles.d/linux-firmware.conf}} を無効にしてください。{{ic|/etc/tmpfiles.d/}} に同名のファイルを作成することで無効化できます:

 # ln -s /dev/null /etc/tmpfiles.d/linux-firmware.conf

== 起動時にマイクロコードのアップデートがされたか確認する ==

マイクロコードがアップデートされたかどうか確認するには {{ic|/usr/bin/dmesg}} を使用します:
 $ dmesg | grep microcode

Intel が載っているシステムでは、マイクロコードのアップデートがされていると以下のような表示がされます:

 [    0.000000] CPU0 microcode updated early to revision 0x1b, date = 2014-05-29
 [    0.221951] CPU1 microcode updated early to revision 0x1b, date = 2014-05-29
 [    0.242064] CPU2 microcode updated early to revision 0x1b, date = 2014-05-29
 [    0.262349] CPU3 microcode updated early to revision 0x1b, date = 2014-05-29
 [    0.507267] microcode: CPU0 sig=0x306a9, pf=0x2, revision=0x1b
 [    0.507272] microcode: CPU1 sig=0x306a9, pf=0x2, revision=0x1b
 [    0.507276] microcode: CPU2 sig=0x306a9, pf=0x2, revision=0x1b
 [    0.507281] microcode: CPU3 sig=0x306a9, pf=0x2, revision=0x1b
 [    0.507286] microcode: CPU4 sig=0x306a9, pf=0x2, revision=0x1b
 [    0.507292] microcode: CPU5 sig=0x306a9, pf=0x2, revision=0x1b
 [    0.507296] microcode: CPU6 sig=0x306a9, pf=0x2, revision=0x1b
 [    0.507300] microcode: CPU7 sig=0x306a9, pf=0x2, revision=0x1b
 [    0.507335] microcode: Microcode Update Driver: v2.2.

{{Note|表示される日付は {{pkg|intel-ucode}} パッケージのバージョンとは対応しません。Intel がマイクロコードのアップデートを行った最後の日付が表示されます。}}

最新のハードウェアの場合、CPU のマイクロコードアップデートが存在しないという可能性も考えられます。そのときは、以下のような出力がなされます:

 [    0.292893] microcode: CPU0 sig=0x306c3, pf=0x2, revision=0x1c
 [    0.292899] microcode: CPU1 sig=0x306c3, pf=0x2, revision=0x1c
 [    0.292906] microcode: CPU2 sig=0x306c3, pf=0x2, revision=0x1c
 [    0.292912] microcode: CPU3 sig=0x306c3, pf=0x2, revision=0x1c
 [    0.292956] microcode: Microcode Update Driver: v2.2.

AMD 環境で起動初期にマイクロコードをアップデートしている場合、以下のように出力されます:

 [    2.119089] microcode: microcode updated early to new patch_level=0x0700010f
 [    2.119157] microcode: CPU0: patch_level=0x0700010f
 [    2.119171] microcode: CPU1: patch_level=0x0700010f
 [    2.119183] microcode: CPU2: patch_level=0x0700010f
 [    2.119189] microcode: CPU3: patch_level=0x0700010f
 [    2.119269] microcode: Microcode Update Driver: v2.2.

AMD 環境で起動後にマイクロコードをアップデートしている場合、古いマイクロコードのバージョンが表示されてからマイクロコードがリロードされ、新しいマイクロコードのバージョンが表示されます。例:

 [    2.112919] microcode: CPU0: patch_level=0x0700010b
 [    2.112931] microcode: CPU1: patch_level=0x0700010b
 [    2.112940] microcode: CPU2: patch_level=0x0700010b
 [    2.112951] microcode: CPU3: patch_level=0x0700010b
 [    2.113043] microcode: Microcode Update Driver: v2.2.
 [    6.429109] microcode: CPU2: new patch_level=0x0700010f
 [    6.430416] microcode: CPU0: new patch_level=0x0700010f
 [    6.431722] microcode: CPU1: new patch_level=0x0700010f
 [    6.433029] microcode: CPU3: new patch_level=0x0700010f
 [    6.433073] x86/CPU: CPU features have changed after loading microcode, but might not take effect.

== マイクロコードのアップデートができる CPU ==

特定のモデルがサポートされているのかどうかは以下のリンクから Intel や AMD のサイトで確認することができます:

* [http://www.amd64.org/microcode.html AMD の Operating System Research Center]。
* [https://downloadcenter.intel.com/SearchResult.aspx?lang=eng&keyword=processor%20microcode%20data%20file Intel のダウンロードセンター]。

=== マイクロコードのアップデートが必要かどうか確認する ===

{{Pkg|iucode-tool}} を使って、使用している cpu のマイクロコードイメージが {{ic|intel-ucode.img}} に含まれているかどうか確認できます:

* {{Pkg|intel-ucode}} をインストール (アップデートがあるかどうか確認するのに initrd の変更は必要ありません)
* {{Pkg|iucode-tool}} をインストール
* {{ic|# modprobe cpuid}}
* {{ic|<nowiki># bsdtar -Oxf /boot/intel-ucode.img | iucode_tool -tb -lS - </nowiki>}}<br />(マイクロコードイメージを展開して cpuid を検索します)
* アップデートが存在する場合は、''selected microcodes'' の下に表示されます。
* メーカーの BIOS にマイクロコードが既に含まれていてロードされたことが dmesg に表示されていない可能性もあります。{{ic|grep microcode /proc/cpuinfo}} を実行して現在のマイクロコードを比較してください。

== カスタムカーネルで Intel のマイクロコードのロードを有効にする ==

カスタムカーネルでロードを行うには、"CPU microcode loading support" をカーネルに組み込む必要があります。モジュールとしてコンパイルしても動作しません。"Early load microcode" プロンプトが有効になるので "Y" に設定してください。

 CONFIG_BLK_DEV_INITRD=Y
 CONFIG_MICROCODE=y
 CONFIG_MICROCODE_INTEL=Y
 CONFIG_MICROCODE_AMD=y

== 参照 ==

* [https://flossexperiences.wordpress.com/2013/11/17/updating-microcodes/ Updating microcodes]
* [http://inertiawar.com/microcode/ Intel によるマイクロコードアップデートのノート]
* [https://www.kernel.org/doc/Documentation/x86/microcode.txt マイクロコードのカーネルドキュメント]
* [http://www.anandtech.com/show/8376/intel-disables-tsx-instructions-erratum-found-in-haswell-haswelleep-broadwelly Haswell/Broadwell で見つかったエラッタ]
* [https://gitlab.com/iucode-tool/iucode-tool iucode-tool GitLab プロジェクト]